一种带圆台螺旋形叶片的冷却塔用双转轮水轮机制造技术

本发明专利技术本发明专利技术涉及一种带圆台螺旋形叶片的冷却塔用双转轮水轮机，包括蜗壳1、导水机构2、基础转轮3、出水管7、支撑板8、主轴9、轴承组件10、风扇11，其特征在于，还包括增能转轮4、所述增能转轮4位于基础转轮3的出水口下方，增能转轮4通过法兰与基础转轮3连接；增能转轮4包括圆台螺旋形叶片5和锥形圆管6，其中：所述圆台螺旋形叶片5是根据圆台螺旋线沿主轴9的轴向逐渐拉伸呈空间交叉扭曲形状并均匀分布设置在锥形圆管6的周向内壁上，以所述主轴9为中心旋转面的圆台螺旋形叶片5的各截面的交点为原点建立坐标系。本发明专利技术能够解决水流能多次能量转换的难题，以实现对水流能的高效利用，提高冷却塔的冷却效果。

Double runner hydraulic turbine for cooling tower with spiral frustum of frustum of a cone

The invention relates to a double turbine runner with a cooling tower with a conical spiral blade, including 1 volute, water guide mechanism 2, 3, 7, base runner outlet pipe support plate 8, 9, 10 spindle bearing assembly, a fan 11, which is characterized in that also includes increasing energy, the 4 runner can increase the runner outlet below 4 in 3 to increase base runner, runner 4 through the flange and foundation of wheel 3 connection; by 4 cone spiral vane wheel comprises 5 conical and circular tube 6, wherein the cone spiral vane 5 is based on truncated cone spiral along the axial spindle 9 gradually stretched cross space the distorted shape and evenly distributed is arranged in the conical tube 6 circumferential wall, to the intersection of the spindle section 9 as the center rotation of the cone spiral blade 5 is the origin of the coordinate system. The invention can solve the difficult problem of the energy conversion of the water flow energy in a plurality of times so as to realize the efficient utilization of the flow energy and improve the cooling effect of the cooling tower.

【技术实现步骤摘要】
一种带圆台螺旋形叶片的冷却塔用双转轮水轮机
本专利技术属于冷却塔用水轮机
，特别是涉及一种带圆台螺旋形叶片的冷却塔用冷却塔用双转轮水轮机。
技术介绍
水动力冷却塔用水轮机是利用工业冷却塔循环水系统中的富余水头驱动冷却塔风机转动的水轮机。在当今节能减排、低碳生活、生态保护的时代背景下，具有无电力消耗特点的冷却塔用水轮机被列为工业节能减排的典型代表，其节能效果十分显著。现有冷却塔用水轮机的机型大多选择超低比转速混流式水轮机，属于水轮机拓展应用的新生事物。但因冷却塔用水轮机的开发技术还不成熟，专业人员仍然按照用于传统水轮机理论来开发冷却塔用水轮机，导致水能转换率低，输出功率小，冷却塔的冷却效果不佳。中国专利申请201310627136.0公开了一种“冷却塔专用蜗壳混流式水轮机组”，该水轮机组包括蜗壳混流式水轮机、上部的风机与下部的布水器三部分，虽然整个装置没有电力消耗、尺寸小、结构简单、运行维护方便，但还明显存在结构设计不够合理等问题，因此不具有对水能进行多次能量转换的功能。中国专利申请201220494837.2公开了“一种双叶轮冷却塔水轮机”，该水轮机的进水管和机体连接为90度直角进水，并设两个叶轮，一个为死叶轮，一个为活叶轮。当水进入机体内，先进入死叶轮，然后由死叶轮向外喷水，从四周冲击活叶轮进行工作。虽然该装置具有结构简单、尺寸小、且没有电力消耗等优点，但存在的明显不足是无法实现对水能的多次能量转换，以达到对其高效利用和提高水轮机输出功率的目的。综上所述，如何克服现有技术所存在的不足成为当今冷却塔用水轮机领域中亟待解决的重点难题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术所存在的不足而提供一种带圆台螺旋形叶片的冷却塔用水轮机，本专利技术能够解决水流能多次能量转换的难题，以实现对水流能的高效利用，提高冷却塔的冷却效果。根据本专利技术提出的一种带圆台螺旋形叶片的冷却塔用双转轮水轮机，包括蜗壳、导水机构、基础转轮、出水管、支撑板、主轴、轴承组件、风扇，其特征在于，还包括增能转轮、所述增能转轮位于基础转轮的出水口下方，增能转轮通过法兰与基础转轮连接；增能转轮包括圆台螺旋形叶片和锥形圆管，其中：所述圆台螺旋形叶片是根据圆台螺旋线沿主轴的轴向逐渐拉伸呈空间交叉扭曲形状并均匀分布设置在锥形圆管的周向内壁上，以所述主轴为中心旋转面的圆台螺旋形叶片的各截面的交点为原点建立坐标系，所述圆台螺旋形叶片的中间截面型线特征点在直角坐标系下的位置参数如表1-4所示，其中：以M1、M2、M3、M4分别表示四条型线，x1、x2、x3、x4分别为四条型线的横坐标，y1、y2、y3、y4分别为四条型线的纵坐标；表1：单位：mm序号M1Z-X1M1Z-Y1序号M1F-X1M1F-Y110119.62224111022410260.78130.7111241.48126.32103104.38-60.8611385.45-67.39104150.91-180.28114132.37-181.58105201.13-104.68115182.93-96.53106255.7181.12116238.189.96107316.43126.98117299.36121.73108385.64-35.66118369.29-47.49109468.26-74.66119452.47-65.74110575.655612056056拟合后的两条曲线方程分别为：M1的正面曲线方程：y＝-7×10-12x6+1×10-8x5-8×10-6x4+0.0025x3-0.3299x2+14.079x+53.551；M1的反面曲线方程：y＝-7×10-12x6+1×10-8x5-7×10-6x4+0.0019x3-0.1999x2+3.5895x+220.63；表2：单位：mm拟合后的两条曲线方程分别为：M2的正面曲线方程：y＝-1×10-11x6+2×10-8x5-1×10-5x4+0.0038x3-0.4969x2+21.052x+80.846；M2的反面曲线方程：y＝-1×10-11x6+2×10-8x5-1×10-5x4+0.0028x3-0.3013x2+5.4342x+330.52；表3：单位：mm序号M3Z-X3M3Z-Y3序号M3F-X3M3F-Y330119.79335.92311033630260.46193.2931240.74193.88303103.55-91.7431383.93-91.69304149.56-270.47314130.04-270.56305199.17-161.09315179.78-160.05306253.38117.3316234.12118.84307313.71193.55317294.65192.51308382.84-50.44318364.03-53.32309466.06-112319447.66-109.45310577.5284.8532056084拟合后的两条曲线方程分别为：M3的正面曲线方程：y＝-1×10-11x6+2×10-8x5-1×10-5x4+0.0038x3-0.4965x2+21.02x+81.617；M3的反面曲线方程：y＝-1×10-11x6+2×10-8x5-1×10-5x4+0.0028x3-0.3013x2+5.4345x+330.51；表4：单位：mm拟合后的两条曲线方程分别为：M4的正面曲线方程：y＝-2×10-11x6+3×10-8x5-2×10-5x4+0.0063x3-0.8317x2+35.471x+127.24；M4的反面曲线方程：y＝-2×10-11x6+3×10-8x5-2×10-5x4+0.0047x3-0.5035x2+9.1019x+550.48。本专利技术的实现原理是：针对用于水力发电的水轮机中尾水管具有导流和回收能量的作用，以及冷却塔用水轮机中的水流量小、水头低和尺寸小的难题，本专利技术是在冷却塔用水轮机的基础转轮下方设置增能转轮，该增能转轮包括圆台螺旋形叶片和锥形圆管，其中：所述圆台螺旋形叶片5是根据圆台螺旋线沿主轴9的轴向逐渐拉伸呈空间交叉扭曲形状并均匀分布设置在锥形圆管6的周向内壁上，以所述主轴9为中心旋转面的圆台螺旋形叶片5的各截面的交点为原点建立坐标系，这就使得圆台螺旋形叶片能够很好的克服水流阻力，发挥出最大的转能；当水流从蜗壳流过导叶后，依次对基础转轮和增能转轮做功，水流出增能转轮后，经过锥形出水管再次进入中央空调循环水系统。由于增能转轮能够将流出基础转轮的水流的势能再次转换成转轮的旋转机械能，从而很好地解决了水能多次能量转换的难题，提高了水轮机的输出功率，以增强冷却塔的冷却效果。本专利技术与现有技术相比其显著优点在于：一是本专利技术提供了一种新型高效的冷却塔用水轮机水力设计新方案，具体是在基础转轮水能利用的基础上增设增能转轮，使得在同等水头和流量下，本专利技术水轮机对水流能转换率在现有基础转轮的基础上增加了15％，增能效果显著，从而增强了冷却塔的冷却效果。二是本专利技术的采用的圆台螺旋形叶片是根据圆台螺旋线沿主轴的轴向逐渐拉伸呈空间交叉扭曲形状并均匀分布设置在锥形圆管的周向内壁上，大大减小了水力损失，提高了冷却塔用水轮机的输出功率。三是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带圆台螺旋形叶片的冷却塔用双转轮水轮机，包括：蜗壳1、导水机构2、基础转轮3、出水管7、支撑板8、主轴9、轴承组件10、风扇11，其特征在于，还包括增能转轮4、所述增能转轮4位于基础转轮3的出水口下方，增能转轮4通过法兰与基础转轮3连接；增能转轮4包括圆台螺旋形叶片5和锥形圆管6，其中：所述圆台螺旋形叶片5是根据圆台螺旋线沿主轴9的轴向逐渐拉伸呈空间交叉扭曲形状并均匀分布设置在锥形圆管6的周向内壁上，以所述主轴9为中心旋转面的圆台螺旋形叶片5的各截面的交点为原点建立坐标系，所述圆台螺旋形叶片5的中间截面型线特征点在直角坐标系下的位置参数如表1‑4所示，其中：以M1、M2、M3、M4分别表示四条型线，x

【技术特征摘要】
1.一种带圆台螺旋形叶片的冷却塔用双转轮水轮机，包括：蜗壳1、导水机构2、基础转轮3、出水管7、支撑板8、主轴9、轴承组件10、风扇11，其特征在于，还包括增能转轮4、所述增能转轮4位于基础转轮3的出水口下方，增能转轮4通过法兰与基础转轮3连接；增能转轮4包括圆台螺旋形叶片5和锥形圆管6，其中：所述圆台螺旋形叶片5是根据圆台螺旋线沿主轴9的轴向逐渐拉伸呈空间交叉扭曲形状并均匀分布设置在锥形圆管6的周向内壁上，以所述主轴9为中心旋转面的圆台螺旋形叶片5的各截面的交点为原点建立坐标系，所述圆台螺旋形叶片5的中间截面型线特征点在直角坐标系下的位置参数如表1-4所示，其中：以M1、M2、M3、M4分别表示四条型线，x1、x2、x3、x4分别为四条型线的横坐标，y1、y2、y3、y4分别为四条型线的纵坐标；表1：单位：mm序号M1Z-X1M1Z-Y1序号M1F-X1M1F-Y110119.62224111022410260.78130.7111241.48126.32103104.38-60.8611385.45-67.39104150.91-180.28114132.37-181.58105201.13-104.68115182.93-96.53106255.7181.12116238.189.96107316.43126.98117299.36121.73108385.64-35.66118369.29-47.49109468.26-74.66119452.47-65.74110575.655612056056拟合后的两条曲线方程分别为：M1的正面曲线方程：y＝-7×10-12x6+1×10-8x5-8×10-6x4+0.0025x3-0.3299x2+14.079x+53.551；M1的反面曲线方程：y＝-7×10-12x6+1×10-8x5-7×10-6x4+0.0019x3-0.1999x2+3.5895x+220.63；表2：单位：mm拟合后的两条曲线方程分别为：M2的正面曲线方程：y＝-1×10-11x6+2×10-8x5-1×10-5x4+0.0038x3-0.4969x2+21.052x+80.846；M2的反面曲线方程：y＝-1×10-11x6+2×10-8x5-1×10-5x4+0.0028x3-0.3013x2+5.4342x+330.52；表3：单位：mm序号M3Z-X3M3Z-Y3序号M3F-X3M3F-Y330119.9448311044830260.42261.0931240.47260.69303103.25-116.6231383.36-117.52304148.99-359.34314129.17-359.59305198.34-222.41315178.59-220....

【专利技术属性】
技术研发人员：郑源，黄鑫兰，孙奥冉，张玉全，陈宇杰，付士凤，林国朋，何中伟，郭楚，孙安，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32